電力系統(tǒng)繼電保護課后習題解析(第二版)

1、電力系統(tǒng)繼電保護課后習題答案1緒論1.2 繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中所起的作用是什么 ？答:繼電保護裝置就是指能反應電力系統(tǒng)中設備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置.它的作用包括：1.電力系統(tǒng)正常運行時不動作；2.電力系統(tǒng)部 正常運行時發(fā)報警信號，通知值班人員處理，使電力系統(tǒng)盡快恢復正常運行；3.電力系統(tǒng)故障時， 甄別出發(fā)生故障的電力設備，并向故障點與電源點之間、最靠近故障點斷路器發(fā)出跳閘指令，將故障部分與電網(wǎng)的其他部分隔離。1.3 繼電保護裝置通過哪些主要環(huán)節(jié)完成預定的保護功能 ，各環(huán)節(jié)的作用是什么？答:繼電保護裝置一般通過測量比較、邏輯判斷和執(zhí)行輸出三個部分

2、完成預定的保護功能。測量比較環(huán)節(jié)是冊來那個被保護電器元件的物理參量，并與給定的值進行比較，根據(jù)比較的結果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質的一組邏輯信號，從而判別保護裝置是否應該啟動。 邏輯判斷環(huán)節(jié)是根據(jù)測量環(huán)節(jié)輸出的邏輯信號，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類 型和范圍，最后確定是否應該使斷路器跳閘。執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)是根據(jù)邏輯部分傳來的指令，發(fā) 出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應的動作信息、發(fā)出警報或不動作。1.4 依據(jù)電力元件正常工作、不正常工作和短路狀態(tài)下的電氣量復制差異，已經(jīng)構成哪些原 理的保護，這些保護單靠保護整定值能求出保護范圍內任意點的故障嗎？答：利用流過被保護元件電流幅值的增大

3、，構成了過電流保護利用短路時電壓幅值的降低，構成了低電壓保護；利用電壓幅值的異常升高，構成了過電壓保護；利用測量阻抗的降低和 阻抗角的變大，構成了低阻抗保護。單靠保護增大值不能切除保護范圍內任意點的故障，因為當故障發(fā)生在本線路末端與下級線路的首端出口時，本線路首端的電氣量差別不大。所以，為了保證本線路短路時能快速切除 而下級線路短路時不動作，這種單靠整定值得保護只能保護線路的一部分。1.6 如圖1-1所示，線路上裝設兩組電流互感器，線路保護和母線保護應各接哪組互感器？ 答：線路保護應接TA1,母線保護應接TA2。因為母線保護和線路保護的保護區(qū)必須重疊， 使得任意點的故障都處于保護區(qū)內。母線線路

4、TA2TA1圖1-1電流互感器選用示意圖1.9 從對繼電器的“四性”要求及其間的矛盾，闡述繼電保護工作即是理論性很強，又是工 程實踐性很強的工作。答：繼電保護的可靠性、選擇性、速動性和靈敏性四項要求之間即矛盾又統(tǒng)一。繼電保護的 科學研究、設計、制造和運行的大部分工作也是圍繞如何處理好這四者的辯證統(tǒng)一關系進行 的。電力系統(tǒng)繼電保護即是一門理論性很強，又是工程實踐性很強的學科。首先繼電保護工 作者要掌握電力系統(tǒng)、電氣設備的基本原理、運行特性和分析方法，特別要掌握電力系統(tǒng)故 障時的電氣量變化的規(guī)律和分析方法，通過尋求電力系統(tǒng)的不同運行狀態(tài)下電氣量變化的特 點和差異來”甄別”故障或不正常狀態(tài)的原理和方

5、法，應用不同的原理和判據(jù)實現(xiàn)繼電保護 的基本方法，所以需要很強的理論性。由于被保護的電力系統(tǒng)及其相關的電氣設備千差萬別，故障時電氣量的變化受多種因素的影響和制約，因此任何一種繼電保護原理或裝置都不可能不加調整地應用于不同的電氣設 備或系統(tǒng)，而應根據(jù)實際工程中設備、系統(tǒng)的現(xiàn)狀與參數(shù)，對其繼電保護做出必要的調整。 相同原理的保護裝置在應用于電力系統(tǒng)不同位置的元件上時，可能有不同的配置和配合；相同的電力元件在電力系統(tǒng)不同位置安裝時， 可能配置不同的繼電保護，這些均需要根據(jù)電力 系統(tǒng)的工程實際，具體問題具體分析，所以繼電保護又具有很強的工程實踐性。2電流的電網(wǎng)保護2.5說明電流速斷、限時電流速斷聯(lián)合工

6、作時，依靠什么環(huán)節(jié)保證保護動作的選擇性？依靠什么環(huán)節(jié)保證保護動作的靈敏度性和速動性？答：電流速斷保護的動作電流必須按照躲開本線路末端的最大短路電流來整定，即考電流整定值保證選擇性。這樣，它將不能保護線路全長，而只能保護線路全長的一部分，靈敏度不按躲開下級線路電流速斷保護的夠。限時電流速斷的整定值低于電流速斷保護的動作短路, 最大動作范圍來整定，提高了保護動作的靈敏性，但是為了保證下級線路短路時不誤動，增加一個時限階段的延時，在下級線路故障時由下級的電流速斷保護切除故障，保證它的選擇性。電流速斷和限時電流速斷相配合保護線路全長，速斷范圍內的故障由速斷保護快速切除，速斷范圍外的故障則必須由限時電流

7、速斷保護切除。 速斷保護的速動性好，但動作值高、 靈敏性差；限時電流速斷保護的動作值低、靈敏度高但需要 0.30.6s的延時才能動作。速斷 和限時速斷保護的配合，既保證了動作的靈敏性，也能夠滿足速動性的要求。2.7如圖2-2所示網(wǎng)絡，在位置1、2和3處裝有電流保護，系統(tǒng)參數(shù)為：E 115/瓜V, Xgi 15、XG2 10 , XG3 10 , L1 L2 60km, L3 40km,LB C 50 km , Lc D 30 km , L D E 20 m ,線路阻抗 0.4 / km , Krei =1.2、K rei = Krei =1.15 , Ib C.max 300A, IcD.ma

8、x 200A, Id E.max 150A, Kss = 1.5、K0e=0.85。試求： (1)發(fā)電機元件最多三臺運行，最少一臺運行，線路最多三條運行，最少一條運行，請確 定保護3在系統(tǒng)最大、最小運行方式下的等值阻抗。(2)整定保護1、2、3的電流速斷定值，并計算各自的最小保護范圍。(3)整定保護2、3的限時電流速斷定值，并校驗使其滿足靈敏度要求(Ksen 1.2)(4)整定保護1、2、3的過電流定值，假定流過母線 E的過電流保護動作時限為0.5s,校 驗保護1作后備用，保護2和3作遠備用的靈敏度。圖2-2簡單電網(wǎng)示意圖解：由已知可得 Xl產(chǎn) Xl2 =0.4X60=24 , Xl3 =0.

9、4X40=16 , X bc =0.4 X 50=20 ,Xcd=0.4 X30 ,Xde =0.4X20=8(1)經(jīng)分析可知，最大運行方式及阻抗最小時，則有三臺發(fā)電機運行，線路 L1L3全部運行，由題意G1, G2連接在同一母線上，則Xs.min = ( XG1 | XG2 + XL1| XL2 ) |( XG3+ X L 3) = (6+12)|(10+16) = 10.6同理，最小運行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1運行，相應地有Xs.max = XG1+ XL1=39B10.6X s. min20Cjg r2n 八12編輯版word圖2-3等值電路(2)對于保護1,其等值電路

10、圖如圖2-3所示，母線E最大運行方式下發(fā)生三相短路流過保護1的最大短路電流為IkEmax . .115/ 3相應的速斷定值為ISet.1=K；elXs.min XbcXcdXde10.6 20X Ik.E.max=1.2X1.312=1.57kA121.312kA 8最小保護范圍計算公式為ISet =.32ZZ.Iss.maxJ min32_II sets.max1 c =-85.9km0.4即1處的電流速斷保護在最小運行方式下沒有保護區(qū)。對于保護2等值電路如圖2-3所示，母線D在最大運行方式下發(fā)生三相短路流過保護 2的最大電流 I k.D .max =X s.min相應的速斷定值為I；et.

11、2最小保護范圍為LminX BC二 K1=Krel二E211.2=1.558kA XcdX IkDmax=1.2X1.558=1.87kA .1 max_1Zs.max0-4=-70.6km即2處的電流速斷保護在最小運行方式下也沒有保護區(qū)。對于保護3等值電路如圖2-3所示，母線C在最大運行方式下發(fā)生三相短路流過保護 3的最大電流 Ik.C.max=-E =2.17kA XsminXBC相應的速斷定值為lSet.3= <1 X Ik.c.max=1.2>< 2.17=2.603kA-E r1取小保護沱圍為Lmin = -2一 Zs max=-42.3km.IIIIset.30.

12、4即3處的電流速斷保護在最小運行方式下也沒有保護區(qū)。上述計算表明，在運行方式變化很大的情況下，電流速斷保護在較小運行發(fā)生下可能沒有保 護區(qū)。(3)整定保護2的限時電流速斷定值為I*=Kset Isen=1.15X 1.57=1.806kA線路末段(即D處)最小運行發(fā)生下發(fā)生兩相短路時的電流為Ik.D.max =遮E =0.8098kA2 Xs.max X BC XCD所以彳護2處的靈敏系數(shù)KSet =I k .D .minI;同理，保護3的限時電流速斷定值為nset=0.4484即不滿足Ksen 1.2的要求。I set.3 K rel I set.2=1.15X 1.87=2.151kA3

13、EII=k.min2 Zs.maxZl所以有 I E.min =727.8A I所以由靈敏度公式D.minI=809.8A IC.min =974.51Ak.minsen m I set可知，保護1作為近后備的靈敏度為K 皿 二 I E.min 二。OQKset1 =m =2.39I set.11.5滿足近后備保護靈敏度的要求;保護2作為遠后備的靈敏度為Kset.2 =保護3作為遠后備的靈敏度為Kset.3 =IIII冊=1.79 1.2滿足最為遠后備保護靈敏度的要求;set.2子=1.33 1.2滿足最為遠后備保護靈敏度的要求。set.3線路末段(即C處)最小運行發(fā)生下發(fā)生兩相短路時的電流為

14、、3 EIk.C.max=-E=0.9764kA2 Xs.max XBC所以彳護3處的靈敏系數(shù) Kset3= "”=0.4531即不滿足Ksen 1.2的要求。I set3可見，由于運行方式變化太大，2、3處的限時電流速斷保護的靈敏度都遠不能滿足要求。',，田，,(4)過電流整定值計算公式為Is1"=Kre1KssIL.maxLZLZrereE Km K I 一所以有 I set產(chǎn) KrelKssID E.max =304.5AKre同理得 I set.2 =406A I set.3 =609A在最小運行方式下流過保護元件的最小短路電流的計算公式為 保護的動作時間為

15、 t=0.5+0.5=1s t； =t+0.5=1.5s t3m =t； +0.5=2s2.11 在雙側電源供電的網(wǎng)絡中，方向性電流保護利用了短路時電氣量的什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的問題？答：在雙側電源供電網(wǎng)絡中，利用電流幅值特征不能保證保護動作的選擇性。方向性電流保護利用短路時功率方向的特征，當短路功率由母線流向線路時表明故障點在線路方向上，是保護應該動作的方向，允許保護動作。反之，不允許保護動作。用短路時功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征不能區(qū)分故障位置的問題，并且線路兩側的保護只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。2.24 小結下列電流保護的基本原理、使用網(wǎng)絡

16、并闡述其優(yōu)缺點：（ 1）相間短路的三段式電流保護；（ 2）方向性電流保護；（ 3）零序電流保護；（ 4）方向性零序電流保護；（ 5）中性點非直接接地系統(tǒng)中的電流電壓保護。答： （ 1）相間保護的三段式保護：利用短路故障時電流顯著增大的故障特征形成判據(jù)構成保護。其中速斷保護按照躲開本線路末端最大短路電流整定，保護本線路的部分；限時速度按保護按躲開下級速度按保護末端短路整定，保護本線路全長；速斷和限時速斷的聯(lián)合工作，保護本線路短路被快速、靈敏切除。過電流保護躲開最大負荷電流作為本線路和相鄰線路短路時的后備保護。主要優(yōu)點是簡單可靠，并且在一般情況下也能滿足快速切出故障的要求，因此在電網(wǎng)中特別是在 3

17、5KV 及以下電壓等級的網(wǎng)絡中獲得了廣泛的應用。缺點是它的靈敏度受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)的運行方式變化的影響。靈敏系數(shù)和保護范圍往往不能滿足要求，難以應用于更高等級的復雜網(wǎng)路。（ 2）方向性電流保護：及利用故障是電流復制變大的特征，有利用電流與電壓間相角的特征，在短路故障的流動方向正是保護應該動作的方向，并且流動幅值大于整定幅值時，保護動作跳閘。適用于多斷電源網(wǎng)絡。優(yōu)點：多數(shù)情況下保證了保護動作的選擇性、靈敏性和速動性要求。缺點：應用方向元件是接線復雜、投資增加，同時保護安裝地點附近正方向發(fā)生是你想短路時，由于母線電壓降低至零，方向元件失去判斷的依據(jù)，保護裝置據(jù)動，出現(xiàn)電壓死區(qū)。（ 3）零序電

18、流保護：正常運行的三相對稱，沒有零序電流，在中性點直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生接地故障時，會有很大的零序電流。故障特征明顯，利用這一特征可以構成零序電流保護。適用網(wǎng)絡與110KV 及以上電壓等級的網(wǎng)絡。優(yōu)點：保護簡單，經(jīng)濟，可靠；整定值一般較低，靈敏度較高；受系統(tǒng)運行方式變化的影響較小；系統(tǒng)發(fā)生震蕩、短時過負荷是不受影響；沒有電壓死區(qū)。缺點： 對于短路線路或運行方式變化較大的情況，保護往往不能滿足系統(tǒng)運行方式變化的要求。隨著相重合閘的廣泛應用，在單項跳開期間系統(tǒng)中可能有較大的零序電流，保護會受較大影響。自耦變壓器的使用使保護整定配合復雜化。（ 4）方向性零序電流保護：在雙側或單側的電源的網(wǎng)絡中，電源處

19、變壓器的中性點一般至少有一臺要接地，由于零序電流的實際流向是由故障點流向各個中性點接地的變壓器，因此 在變壓器接地數(shù)目比較多的復雜網(wǎng)絡中， 就需要考慮零序電流保護動作的方向性問題。 利用 正方向和反方向故障時，零序功率的差別，使用功率方向元件閉鎖可能誤動作的保護，從而 形成方向性零序保護。優(yōu)點：避免了不加方向元件，保護可能的誤動作。其余的優(yōu)點同零序電流保護。缺點：同零序電流保護，接線較復雜。（5）中性點非直接接地系統(tǒng)中的電流電壓保護：在中性點非直接接地系統(tǒng)中，保護相間短 路的電流、電壓保護與中性點直接接地系統(tǒng)是完全相同的。僅有單相接地時二者有差別，中 性點直接接地系統(tǒng)中單相接地形成了短路，有短

20、路電流流過，保護應快速跳閘，除反應相電 流幅值的電流保護外，還可以采用專門的零序保護。而在中性點非直接接地系統(tǒng)中單相接地 時，沒有形成短路，無大的短路電流流過，屬于不正常運行，可以發(fā)出信號并指出接地所在 的線路，以便盡快修復。當有單相接地時全系統(tǒng)出現(xiàn)等于相電壓的零序電壓，采用零序電壓 保護報告有單相接地發(fā)生，由于沒有大短路電流流過故障線路這個明顯特征，而甄別接地發(fā)生在哪條線路上則困難得多。一般需要專門的“單相接地選線裝置”，裝置依據(jù)接地與非接地線路基波零序電流大小、方向以及高次諧波特征的差異，選出接地線路。3電網(wǎng)距離保護3.1 距離保護是利用正常運行與短路狀態(tài)間的哪些電氣量的差異構成的？答：電

21、力系統(tǒng)正常運行時，保護安裝處的電壓接近額定電壓，電流為正常負荷電流，電壓與 電流的比值為負荷阻抗，具值較大，阻抗角為功率因數(shù)角，數(shù)值較??；電力系統(tǒng)發(fā)生短路時， 保護安裝處的電壓變?yōu)槟妇€殘余電壓， 電流變?yōu)槎搪冯娏?，電壓與電流的比值變?yōu)楸Ｗo安裝 處與短路點之間一段線路的短路阻抗，具值較小，阻抗角為輸電線路的阻抗角，數(shù)值較大， 距離保護就是利用了正常運行與短路時電壓和電流的比值，即測量阻抗之間的差異構成的。Zl R3.2 什么是保護安裝處的負荷阻抗、短路阻抗、系統(tǒng)等值阻抗？答：負荷阻抗是指在電力系統(tǒng)正常運行時， 保護安裝處的電壓（近似為額定電壓）與電流（負 荷電流）的比值。因為電力系統(tǒng)正常運行時電

22、壓較高、電流較小、功率因數(shù)較高（即電壓與 電流之間的相位差較?。?，負荷阻抗的特點是量值較大，在阻抗復平面上與 R軸之間的夾角 較小。短路阻抗是指在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時保護安裝處的電壓變?yōu)槟妇€殘余電壓，電流變?yōu)槎搪冯娏鳎藭r測量電壓與測量電流的比值就是短路阻抗。短路阻抗即保護安裝處與短路點之 間一段線路的阻抗，具值較小，阻抗角交大。系統(tǒng)等值阻抗：在單個電源供電的情況下，系統(tǒng)等值阻抗即為保護安裝處與背側電源點之間電力元件的阻抗和；在由多個電源點供電的情況下，系統(tǒng)等值阻抗即為保護安裝處斷路器斷開的情況下，其所連接母線處的戴維南等值阻抗，即系統(tǒng)等值電動勢與母線處短路電流的比值，一般通過等值、簡化的方法求

23、出。3.3 什么是故障環(huán)路？相間短路與接地短路所構成的故障環(huán)路的最明顯差別是什么？答：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障電流流過的通路稱為故障環(huán)路。相間短路與接地短路所構成的故障環(huán)路的最明顯差異是：接地短路的故障環(huán)路為“相-地”故障環(huán)路，即短路電流在故障相與大地之間流通；對于相間短路，故障環(huán)路為“相 -相”故障環(huán)路，即短路電流僅在故障相之間流通，不流向大地。3.4 構成距離保護為什么必須用故障環(huán)上的電流、電壓作為測量電壓和電流？答：在三相系統(tǒng)中，任何一項的測量電壓與測量電流值比都能算出一個測量阻抗，但是只有?.故障環(huán)路上的測量電壓、電流之間才能滿足關系Um ImZm J Zk IZLk,即由它們算出的

24、測量阻抗才等于短路阻抗，才能夠正確反應故障點到保護安裝處之間的距離。用非故障環(huán)上的測量電壓與電流雖然也能算出一個測量阻抗，但它與故障距離之間沒有直接的關系，不能正確的反應故障距離，雖然不能構成距離保護。3.6 在本線路上發(fā)生金屬性短路，測量阻抗為什么能夠正確反應故障的距離？答：電力系統(tǒng)發(fā)生金屬性短路時，在保護安裝處所測量Um 降低， Im 增大，它們的比值Zm變?yōu)槎搪伏c與保護安裝處之間短路阻抗 Zk;對于具有均勻參數(shù)的輸電線路來說，Zk與短路距離 Lk 成正比關系，即Zm=Zk=Z1Lk（Z1=R1+jX1, 為單位長度線路的復阻抗），所以能夠正確反應故障的距離。3.9 畫圖并解釋偏移特性阻抗

25、繼電器的測量阻抗、整定阻抗和動作阻抗的含義。答：偏移特性阻抗繼電器的動作特性如圖3 3 所示，各電氣量標于圖中。?測量阻抗Zm就是保護安裝處測量電壓U與測量電流Im之間的比值，系統(tǒng)不同的的運行狀態(tài)下（正常、震蕩、不同位置故障等），測量阻抗是不同的，可能落在阻抗平面的任意位置。在斷路故障情況下，由故障環(huán)上的測量電壓、電流算出測量阻抗能夠正確的反應故障點到保護安裝處的距離。對于偏移特性的阻抗繼電器而言，整定阻抗有兩個，即正方向整定阻抗Zseti和反方向整定阻抗 Zset2， 它們均是根據(jù)被保護電力系統(tǒng)的具體情況而設定的常數(shù)，不隨故障情況的變化而變化。一般取繼電器安裝點到保護范圍末端的線路阻抗作為整

26、定阻抗。動作阻抗：是阻抗元件處于臨界動作狀態(tài)對應的測量阻抗，從原點到邊界圓上的矢量連線稱為動作阻抗，通常用Zop 來表示。對于具有偏移特性的阻抗繼電器來說，動作阻抗并不是一個常數(shù)，二是隨著測量阻抗的阻抗角不同而不同。*jX圖3-3偏移阻抗特性圓3.11導出具有偏移圓特性的阻抗繼電器的絕對值比較動作方程和相位比較動作方程。答：如圖34所示偏移阻抗特性圓，在阻抗復平面上，以Zseti與Zset2末端的連線為直徑作 一,1，一 .1 一 .一.出的圓就是偏移特性圓，圓心為- (Zseti Zsm),半徑為一 (Zs. Z,*)測量阻抗Zm落在圓內 22或圓周上時，Zm末端到圓心的距離一定小于或等于圓

27、的半徑，而當測量阻抗Zm落在圓外時,Zm末端到圓心的距離一定大于圓的半徑，所以絕對值比較動作方程可以表示為Zm "(Zseti2ZsetZmargZ- -m-set21 .Zset2)5(Zsetl Zset2)當阻抗洛在下部分圓周的任一點上時,有90o當阻抗落在左上部分圓周的任一點上時，有 argZset1Zm 90o當阻抗落Zm Zset2在圓內的任一點時，有 90o argZset1 Zm90o所有阻抗繼電器的相位比較動作方程為77m m J set2oZset1Zmo90 arg 90ZmZset2圖3-4偏移阻抗特性圓3.13特性經(jīng)過原點的方向阻抗繼電器有什么優(yōu)點和缺點？畫

28、出相間距離和接地距離繼電器 絕對值比較動作回路、相位比較動作回路的交流接線圖。答：特性經(jīng)過原點的方向繼電器的優(yōu)點是阻抗元件本身具有方向性，只在正向區(qū)內故障時動作，反方向短路時不會動作。其主要缺點是動作特性經(jīng)過坐標原點，在正向出口或反向出口短路時，測量阻抗Zm的阻抗值都很小，都會落在坐標原點附近，正好處于阻抗元件臨界動 編輯版 word作的邊沿上，有可能出現(xiàn)正向出口短路時拒動或反向出口短路時誤動的情況。方向阻抗繼電器絕對值比較動作回路、相位比較動作回路的交流接線圖分別如圖 35和圖36所示（以圓特性的方向阻抗元件為例）。絕 對 值 比 較 回 路3.28什么是距離保護的穩(wěn)態(tài)超越？克服穩(wěn)態(tài)超越影響

29、的措施有哪些？答：穩(wěn)態(tài)超越是指在區(qū)外故障期間測量阻抗穩(wěn)定地落入動作區(qū)的動作現(xiàn)象。見圖 3-16 （a）, A處的總測量阻抗可能會因下級線路出口處過渡電阻的影響而減小，嚴重情況下，可能會使 測量阻抗落入其I段范圍內，造成其I段誤動作。這種因過渡電阻的存在而導致保護測量阻 抗變小，進一步引起保護誤動作的現(xiàn)象，稱為距離保護的穩(wěn)態(tài)超越?？朔€(wěn)態(tài)超越影響的措施是：采用能容許較大的過渡電阻而不至于拒動的測量元件。4輸電線路縱聯(lián)保護4.1 縱聯(lián)保護依據(jù)的最基本原理是什么？答：縱聯(lián)保護包括縱聯(lián)比較式保護和縱聯(lián)差動保護兩大類，它是利用線路兩端電氣量在故障與非故障時、區(qū)內故障與區(qū)外故障時的特征差異構成保護的。 縱

30、聯(lián)保護的基本原理是通過通 信設施將兩側的保護裝置聯(lián)系起來， 使每一側的保護裝置不僅反應其安裝點的電氣量，而且哈反應線路對側另一保護安裝處的電氣量。 通過對線路兩側電氣量的比較和判斷，可以快速、 可靠地區(qū)分本線路內部任意點的短路與外部短路， 達到有選擇、快速切除全線路短路的目的?？v聯(lián)比較式保護通過比較線路兩端故障功率方向或故障距離來區(qū)分區(qū)內故障與區(qū)外故 障，當線路兩側的正方向元件或距離元件都動作時，判斷為區(qū)內故障，保護立即動作跳閘； 當任意一側的正方向元件或距離元件不動作時，就判斷為區(qū)外故障，兩側的保護都不跳閘?？v聯(lián)差動保護通過直接比較線路兩端的電流或電流相位來判斷是區(qū)內故障還是區(qū)外故障，在線路

31、兩側均選定電流參考方向由母線指向被保護線路的情況下，區(qū)外故障時線路兩側電流大小相等，相位相反，其相量和或瞬時值之和都等于零；而在區(qū)內故障時，兩側電流相 位基本一致，其相量和或瞬時值之和都等于故障點的故障電流，量值很大。所以通過檢測兩 側的電流的相量和或瞬時值之和， 就可以區(qū)分區(qū)內故障與區(qū)外故障， 區(qū)內故障時無需任何延 時，立即跳閘；區(qū)外故障，可靠閉鎖兩側保護，使之均不動作跳閘。4.2 縱聯(lián)保護與階段式保護的根本差別是什么？答：縱聯(lián)保護與階段式保護的根本差別在于，階段式保護僅檢測、反應保護安裝處一端的電 氣量，其無延時的速動段（即第I段）不能保護全長，只能保護線路的一部分，另一部分則 需要依靠帶

32、有一定延時的第n段來保護； 而縱聯(lián)保護通過通信聯(lián)系，同時反應被保護線路兩端的電氣量，無需延時配合就能夠區(qū)分出區(qū)內故障與區(qū)外故障，因而可以實現(xiàn)線路全長范圍內故障的無時限切除。4.5通道傳輸?shù)男盘柗N類、通道的工作方式有哪些？答：在縱聯(lián)比較式保護中，通道中傳送的信號有三類，即閉鎖信號、允許信號和跳閘信號。在縱聯(lián)電流差動保護中，通道中傳送的是線路兩端電流的信息，可以是用幅值、相角或實部、虛部表示的相量值，也可以是采樣得到的離散值。在縱聯(lián)電流相位差動保護中，通道中傳送的是表示兩端電流瞬時值為正（或負）的相位信息，例如，瞬時值為正半周時有高頻信息，瞬時值為負半周時無高頻信息，檢測線路上有高頻信息的時間，可

33、以比較線路兩端電流的相位。不同的通道有不同的工作方式，對于載波通道而言，有三種工作方式，即正常無高頻電流方式、正常有高頻電流方式和移頻方式。對于光纖及微波通道，取決于具體的通信協(xié)議形式。4.20什么是閉鎖角，由什么決定其大小，為什么保護必須考慮閉鎖角，閉鎖角的大小對保護有何影響？5.12什么是重合閘前加速保護？答：所謂前加速就是當線路第一次故障時，靠近電源端保護無選擇性動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再有選擇性的切除故障。5.13什么是重合閘后加速保護？答：所謂后加速就是當線路第一次故障時，保護有選擇性的動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后

34、，再加速保護動作瞬時切除故障，而與第一次動作是否帶有時限無關。6.1 變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常運行狀態(tài)？它們與線路相比有何異同？答： 變壓器故障可以分為油箱外和油箱內兩種故障，油箱外得故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。油箱內的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有變壓器外部短路引起的過電流、負荷長時間超過額定容量引起的過負荷、風扇故障或漏油等原因引起的冷卻能力下降等。此外，對于中性點不接地運行的星形接線變壓器，外部接地短路時有可能造成變壓器中性點過電壓，威脅變壓的絕緣；大容量變壓器在過電壓或低頻率等異常工況下會使變壓器過勵磁

35、，引起鐵芯和其他金屬構件的過熱。油箱外故障與線路的故障基本相同，都包括單相接地故障、兩相接地故障、兩相不接地故障和三相故障幾種形式，故障時也都會出現(xiàn)電壓降低、電流增大等現(xiàn)象。油箱內故障要比線路故障復雜，除了包括相間故障和接地故障外，還包括匝間故障、鐵芯故障等，電氣量變化的特點也較為復雜。6.3關于變壓器縱差保護中的不平衡電流與差動電流在概念上有何區(qū)別與聯(lián)系？引起差動電流的原因。答：差動電流指被保護設備內部故障時，構成差動保護的各電流互感器的二次電流之和(各電流互感器的參考方向均指向被保護設備時)。不平衡電流指在正常及外部故障情況下，由于測量誤差或者變壓器結構、參數(shù)引起的流過差動回路電流。6.1

36、1 對比變壓器過電流保護和線路過電流保護的整定原則的區(qū)別在哪里？答： 線路的過電流保護為保證在正常情況下各條線路上的過電流保護絕對不動作，顯然保護裝置的啟動電流必須大于該線路上出現(xiàn)的最大負荷電流I L.max；同時還必須考慮到外部故障切除后電壓恢復，負荷自啟動電流作用下保護裝置必須能夠返回，其返回電流應大于負荷自啟動電流，一般考慮后一種情況整定。變壓器過電流保護：(1)對并列運行的變壓器，應考慮切除一臺最大容量變壓器時，在其他變壓器中出現(xiàn)的過負荷。當各臺變壓器容量相同時，按負荷在剩余的變壓器中平均分配計算，有 I L.max=(n/n-1)I N 式中， n 為并列運行變壓器的可能最少臺數(shù)；I

37、 N 為每臺變壓器的額定電流。(2)對降壓變壓器，應考慮電動機自啟動時的最大電流，即I'L.max=KssI'L.max式 中，I'L.max為正常時的最大負荷電流(一般為變壓器的額定電流)；Kss為綜合負荷的自啟 動系數(shù)。對于110KV的降壓變電所，低壓610KV側取Kss=1.52.5;中壓35KV側取 Kss=1.52。按上述原則整定時，有可能會出現(xiàn)靈敏度不足的情況，這時通常需要配置低壓啟動的過流保護或復合電壓啟動時的過電流保護。6.12 與低電壓啟動的過電流保護相比，復合電壓啟動的過電流保護為什么能夠提高靈敏度？答：復合電壓啟動時的過電流保護將原來的三個低電壓繼

38、電器改由一個負序過電壓繼電器U2(電壓繼電器接于負序電壓濾過器上)和一個接于線電壓上的低電壓繼電器U組成。由于發(fā)生各種不對稱故障時，都能出現(xiàn)負序電壓，故負序過電壓繼電器U2作為不對稱故障的電壓保護，而低電壓繼電器 U則作為三相短路故障時的電壓保護。過電流繼電器和低 電壓繼電器的整定原則與低電壓啟動過電流保護相同。負序過電壓繼電器的動作電壓按躲過正常運行時的負序濾過器出現(xiàn)的最大不平衡電壓來整定，通常取U2.set=( 0.060.12) U N該定值較小，使負序電壓繼電器動作的靈敏度遠大于低電壓繼電器，所以，復合電壓啟動過電流保護在不對稱故障時電壓繼電器的靈敏度高。6.13 三繞組變壓器相間后備保護的配置原則是什么？答： 三繞組變壓器的相間短路的后備保護在作為相鄰元件的后備時，應該有選擇性地只跳開